一种独特的栅极脉冲电路,并进行了HPA快速开-关评估.doc
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1、一种独特的栅极脉冲电路,并进行了HPA快速开/关评估提问能否在 200 ns 内开启或关闭RF源?在脉冲雷达应用中,从发射到接收操作的过渡期间需要快速开启/关闭高功率放大器 (HPA)。典型的转换时间目标可能小于1 s。传统上,这是通过漏极控制来实现的。漏极控制需要在28 V至50 V的电压下切换大电流。已知开关功率技术可以胜任这一任务,但会涉及额外的物理尺寸和电路问题。在现代相控阵天线开发中,虽然要求尽可能低的SWaP(尺寸重量和功耗),但希望消除与HPA漏极开关相关的复杂问题。本文将提出一种独特但简单的栅极脉冲驱动电路,为快速开关HPA提供了另一种方法,同时消除了与漏极开关有关的电路。实测
2、切换时间小于200 ns,相对于 1 s 的目标还有一些裕量。其他特性包括:解决器件间差异的偏置编程能力,保护HPA免受栅极电压增加影响的栅极箝位,以及用于优化脉冲上升时间的过冲补偿。典型漏极脉冲配置通过漏极控制开关HPA的典型配置如图1所示。一个串联FET开启输入HPA的高电压。控制电路需要将逻辑电平脉冲转换为更高电压以使串联FET导通。图1. 传统HPA脉冲漏极配置此配置的难点包括:大电流的切换要求从大容量电容到HPA漏极引脚的路径是一条低电感路径。关闭时,漏极电容保有电荷,需要额外的放电路径。这是通过额外的FET Q2来实现的,对控制电路的约束随之增加:Q1和Q2绝不能同时使能。很多情况
3、下,串联FET是N沟道器件。这要求控制电路产生一个高于HPA漏极电压的电压才能开启。控制电路的设计方法已是众所周知且行之有效。然而,相控阵系统不断期望集成封装并降低SWaP,因此希望消除上述难点。实际上,人们的愿望是完全消除漏极控制电路。推荐栅极脉冲电路栅极驱动电路的目标是将逻辑电平信号转换成合适的GaN HPA栅极控制信号。需要一个负电压来设置适当的偏置电流,以及一个更大的负电压来关闭器件。因此,电路应接受正逻辑电平输入并转换为两个负电压之间的脉冲。电路还需要克服栅极电容影响,提供急速上升时间,过冲应极小或没有。对栅极偏置设置的担忧是,偏置电压的小幅增加可能导致HPA电流的显著增加。这就增加
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